探究大位移井鉆井液關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

探究大位移井鉆井液關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

針對(duì)大位移井的鉆井液技術(shù)，本文圍繞國(guó)內(nèi)外大位移井實(shí)際情況，分別對(duì)降阻與降扭矩技術(shù)、井眼凈化技術(shù)與井壁穩(wěn)定技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析，旨在為大位移井穩(wěn)定開(kāi)采提供理論依據(jù)。

大位移井；鉆井液；關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于大位移井而言，其具備可有效操控含有面積、提升油氣實(shí)際采收率、縮減油田開(kāi)發(fā)成本等顯著優(yōu)勢(shì)。鉆井液技術(shù)會(huì)對(duì)大位移井的成敗造成直接影響，是鉆井技術(shù)核心，其涉及到的關(guān)鍵技術(shù)可在降低摩阻、保持清潔、維持穩(wěn)定等方面有重要作用。

1 降阻與降扭矩技術(shù)

1.1 科學(xué)選定鉆井液體系

在大位移井作業(yè)中較為常用的鉆井液主要有三種，分別為合成基鉆井液、油基鉆井液與水基鉆井液，在具體的鉆井作業(yè)中，需要緊緊圍繞設(shè)計(jì)情況選定最為適宜的鉆井液類型。為有效降低摩阻與扭矩，大位移井通常要運(yùn)用具有良好潤(rùn)滑能力的鉆井液，如油基鉆井液與合成基鉆井液。近幾年通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，世界范圍內(nèi)約有七成左右的大位移井都采用油基/合成基鉆井液。然而，傳統(tǒng)意義上的鉆井液主要將原油作為基礎(chǔ)油，無(wú)法滿足環(huán)保需求，而且造價(jià)很高。目前，很多專業(yè)公司都開(kāi)發(fā)出低毒性油基鉆井液，改用基礎(chǔ)油為白油，同時(shí)形成穩(wěn)定的鉆井液體系，如Vert-oil體系等[1]。

1.2 優(yōu)選高效潤(rùn)滑劑

鉆井作業(yè)中，通常存在鉆柱和井壁之間不存在介質(zhì)相隔的摩擦作用。從減小或消除摩擦的角度分析，需要盡可能防止干摩擦，縮小流動(dòng)摩擦與邊界摩擦。通過(guò)實(shí)踐可知，可通過(guò)選擇具有更高性能的潤(rùn)滑劑來(lái)大幅提升鉆井液自身潤(rùn)滑能力。以油基鉆井液為例，潤(rùn)滑劑對(duì)于大位移井鉆井液的潤(rùn)滑能力并不會(huì)造成太大影響，但油水比的影響相對(duì)較大，具有較高油水比的大位移井鉆井液可降低摩擦約50%。基于此，大幅提升油水比是改善鉆井液潤(rùn)滑能力的主要途徑。在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鉆井液當(dāng)中添加塑料小球等潤(rùn)滑劑，以此降低邊界摩擦，提升潤(rùn)滑能力，因?yàn)檫@些潤(rùn)滑劑的添加，可促使接觸方式發(fā)生改變，改善原有的摩擦狀態(tài)，從而降低二者摩擦系數(shù)。

1.3 鉆井液性能調(diào)整

對(duì)于大位移井的鉆井液而言，其流動(dòng)摩擦主要和黏度、流速、管壁平滑度等因素有關(guān)。在加入適宜的潤(rùn)滑材料以后，可借助鉆井液管道管壁進(jìn)行吸附，因此提升管壁平滑度，達(dá)到降低摩阻的作用，同時(shí)也可采取性能調(diào)整策略類減少摩阻。對(duì)鉆井液的黏土實(shí)際含量進(jìn)行有效控制，同時(shí)運(yùn)用固控裝置，減少劣質(zhì)固相的含量，縮減泥餅厚度，減小鉆具和泥餅之間的接觸面積；合理應(yīng)用調(diào)節(jié)劑，對(duì)鉆井液粘滯性與流變性進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到提升潤(rùn)滑能力的目的。

2 井眼凈化技術(shù)

2.1 鉆井液流變性的優(yōu)化調(diào)整

通過(guò)水平管路設(shè)備的模擬試驗(yàn)可知，不同類型鉆井液主要具有相同的流變性能，則它們的井眼凈化能力沒(méi)有太大差別，基于此，在一致的動(dòng)態(tài)條件下，井眼凈化能力主要和流變性有關(guān)。如果鉆井液的環(huán)空返速保持固定，對(duì)鉆井液流型進(jìn)行調(diào)整，并選取適宜的流變參數(shù)是確保凈化效果的關(guān)鍵。從環(huán)空鉆井液自身流態(tài)角度講，紊流較層流更容易對(duì)巖屑進(jìn)行攜帶，一般不會(huì)形成巖屑床，但是大位移井的井深通常較大，這一方法會(huì)受到場(chǎng)地條件限制。若環(huán)空鉆井液的流態(tài)屬于層流，則需對(duì)流變性實(shí)施調(diào)整，將平板層流改變?yōu)榧夥鍖恿鳎源擞行Ц纳茢y巖性能[2]。

2.2 提升攜巖性能技術(shù)

（1）弱凝膠技術(shù)

為避免形成巖屑床，目前我國(guó)的研究重心主要放在弱凝膠體系上。對(duì)于常規(guī)的凝膠體系而言，其形成一般依賴于交聯(lián)劑，聚合物借助交聯(lián)劑在相應(yīng)的溫度與時(shí)間下進(jìn)行成膠，但弱凝膠鉆井液本質(zhì)上是一種快速弱凝膠體系，和傳統(tǒng)凝膠體系的形成原理有一定差別，主要使用不同聚合物間的協(xié)同作用，可在相對(duì)較低的溫度及較短的時(shí)間段內(nèi)完成成膠，所得到的弱凝膠具備特定流變性，且動(dòng)塑比也較高，可預(yù)防鉆屑變成巖屑床，凈化能力顯著。

（2）清巖流體技術(shù)

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，注入高懸浮、高攜巖能力的流體段塞是避免形成巖屑床的有效方式。目前，這一技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，適宜多種密度與流變性的鉆井液，通常可以分成四大類，即低黏清巖流體、高密度清巖流體、高黏清巖流體與串聯(lián)流體。其中，低黏流體容易達(dá)到更高梯度，同時(shí)在巖屑床的位置形成一個(gè)水力作用力，促進(jìn)巖屑再次運(yùn)動(dòng)，同時(shí)起到再懸浮作用，預(yù)防巖屑沉積。

3 井壁穩(wěn)定技術(shù)

（1）提升泥頁(yè)巖膜效率

一部分泥頁(yè)巖滲透率相對(duì)較低，主要起到半透膜的作用。針對(duì)孔隙與裂隙較發(fā)育的地層，可使用硅酸鹽等形成體系，對(duì)膜效率進(jìn)行改善，同時(shí)再借助封固材料，強(qiáng)化孔縫能力，進(jìn)而降低濾液的不斷侵入，延緩壓力的傳遞，確保井壁的可靠性[3]。

（2）抑制水化作用

由于部分泥頁(yè)巖可發(fā)揮半透膜的作用，通過(guò)對(duì)水活度的降低，促使化學(xué)滲透壓對(duì)濾液的侵入進(jìn)行抵消，進(jìn)而從根本上確保井壁的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)于大位移井鉆井液所存在的環(huán)保與處理工藝復(fù)雜等實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)對(duì)新型鉆井液處理劑的研發(fā)，可有效改善鉆井液自身應(yīng)用性能。

（2）摩阻是限制水基鉆井液實(shí)際應(yīng)用程度的主要問(wèn)題，需要大力開(kāi)發(fā)研制全新的高效潤(rùn)滑劑，以此有效改善鉆井液潤(rùn)滑能力，提升其作業(yè)水平。

[1]謝彬強(qiáng),邱正松,黃維安,沈忠厚.大位移井鉆井液關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[J].鉆井液與完井液,2014,10(02):76-82+96.

[2]王寶田,何興華.勝利油田大位移井鉆井液技術(shù)研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2016,11(02):80-82+90.

[3]張寧,武紅衛(wèi),宋玉寬,梁國(guó)昌.大位移延伸井鉆井液關(guān)鍵技術(shù)探討[J].鉆井液與完井液,2014,11(01):44-46+58-59.